La propagación ubicua de nanoplásticos de poliestireno (PS-NPs) ha convertido la exposición crónica del ser humano en un fenómeno inevitable. La biodistribución de estas partículas conduce a la bioacumulación en órganos diana, incluyendo los testículos, el sitio de maduración de los espermatozoides. El propósito de esta investigación ha sido estimar el impacto de los PS-NPs (50 y 100 nm) en el metabolismo de los espermatozoides maduros. El análisis de los parámetros del semen ha revelado una mayor toxicidad de los PS-NPs de menor tamaño, que han afectado negativamente a los orgánulos principales, llevando a un aumento del daño acrosomal, estrés oxidativo con la producción de ROS, fragmentación del ADN y disminución de la actividad mitocondrial. Los PS-NPs de 100 nm, por otro lado, han afectado principalmente al acrosoma e inducido un estado general de estrés. También se ha intentado resaltar posibles mecanismos de protección, como la expresión de HSP70s y su correlación entre varios parámetros. Los resultados han evidenciado una marcada producción de HSP70s en las muestras expuestas a los PS-NPs más pequeños, correlacionada negativamente con el empeoramiento del estrés oxidativo, la fragmentación del ADN y las anomalías mitocondriales. En conclusión, nuestros resultados han confirmado la toxicidad de los PS-NPs en los espermatozoides humanos, pero también han demostrado la presencia de mecanismos capaces de contrarrestar al menos en parte estas lesiones.